Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 10-01-2025

BALANCEREN

betekenis & definitie

(Fr.: équilibrer, Du.: Auswuchten, Eng.: to balance), vereffening van de massa’s van roterende lichamen en speciaal snel roterende machineonderdelen als krukassen, waaiers in pompen, rotoren van turbines en elektrische machines en draaiende wielen. Een draaiend lichaam is in onbalans als zwaartepuntas en draaiingsas niet samenvallen. Als zwaartepuntas en draaiingsas evenwijdig zijn spreekt men van statische onbalans, waarbij door de in het zwaartepunt geconcentreerd gedachte massa bij rotatie een centrifugaalkracht wordt opgewekt die roteert en roterende reactiekrachten in de lagers opwekt. Vertonen deze assen een onderlinge hoek dan ontstaat bij rotatie de door een koppel gekenmerkte dynamische onbalans. Zelfs als de massa’s wel statisch in balans zijn (zwaartepunt op de draaiingsas) dan veroorzaken de centrifugaalkrachten op de massa’s m1 en m2 samen nog een roterend koppel in een vlak door de draaiingsas, dat een meedraaiend reactiekoppel in de lagers veroorzaakt.

Het ideale balanceren heeft tot resultaat dat de geometrische massaverdeling zo is gecorrigeerd, dat de rotatieas een hoofd(traagheids)as of vrije as van het roterende lichaam is. Dit betekent dat de vrije traagheidskrachten (centrifugaalkrachten) gedurende rotatie niet optreden en ook de resulterende wisselende belasting van de lagers, fundamenten en het gebouw zijn vermeden. De centrifugaalkrachten heffen elkaar op, zij veroorzaken in het roterende lichaam wel inwendige krachten maar geen uitwendige.

Het alleen statisch balanceren is vaak voldoende voor schijfvormige lichamen als slijpschijven en verschillende wielen als vliegwielen. Het te balanceren lichaam wordt met de rotatieas horizontaal zoveel mogelijk wrijvingsvrij draaibaar ondersteund en door wegnemen of toevoegen van kleine massa’s wordt de massaverdeling gecorrigeerd totdat het lichaam in alle standen in evenwicht blijft stilstaan. Het dynamisch balanceren is voor alle andere vooral snel roterende lichamen noodzakelijk om de trillingen in de lagers en verdere steunconstructies veroorzaakt door het snel roterende koppel te vermijden.

Het dynamisch balanceren geschiedt op balanceermachines, waarop aan het te onderzoeken lichaam in draaiende toestand wordt gemeten volgens verschillende methoden. De massacorrectie volgt in twee vlakken loodrecht op de rotatieas; deze massacorrecties leveren samen een draaiend koppel gelijk maar tegengesteld aan het oorspronkelijke roterende koppel van de dynamische onbalans. Met dit dynamisch balanceren wordt tegelijkertijd de statische onbalans opgeheven, aangezien de voorwaarden uit de mechanica voor de dynamische balans de voorwaarden voor de statische balans inhouden.

Bij lange rotoren met grote massa (turbine- en generatorrotoren) moeten voorzieningen worden getroffen voor elastische doorbuiging. Uitbalanceren geschiedt daarbij in meer vlakken (soms 8).

< >